JP2007277983A - 地盤改良工法及び使用する地盤改良機 - Google Patents

Abstract

【課題】 軟弱地盤の地盤改良に際し、地盤改良深さの途中に硬質地層や転石層があっても、地盤改良機だけで所定震度まで地盤改良を遂行する。

【解決手段】 基礎機械の油圧オーガ１に接続した軸ロッド２に、撹拌翼３４及び共まわり防止翼３３を備えた撹拌ロッド３を接続し、撹拌ロッド３の先端には、先端側面に薬液吐出口Ｏ５を備えた軟弱地盤用の掘削ヘッド５と、先端側面に薬液吐出口Ｏ４を備えた硬質地盤用の削孔ヘッド４とを施工地盤に応じて適宜選択接続して地盤を掘削し、掘削ヘッド５又は削孔ヘッド４から側方へ薬液を噴射しながら撹拌ロッド３で掘削穴Ｈ内の掘削土壌と薬液とを撹拌混合して、掘削穴Ｈ内を地盤改良する。

【選択図】 図１

Description

本発明は、軟弱地盤等に硬化薬液を付加して、地盤を円柱状に硬化改良する土木基礎工事に関するものであり、土木技術分野に属するものである。

図７は特許文献として挙げた従来例であって、図７（Ａ）は該特許文献中で従来例として挙げられたものであり、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）は、特許文献中で対象特許として挙げられたものである。
軟弱地盤等を円柱状に硬化改良する方法としては、図７（Ａ）に示す従来例１の如く、掘削翼と撹拌翼とを配置した掘削軸によって、地盤改良孔を削孔し、掘削軸の先端のヘッドから、セメントミルク等の薬液を吐出しながら撹拌翼で薬液と掘削土とを撹拌して、掘削孔内の土質を改良する工法が用いられている。
しかし、従来例１にあっては、薬液混合過程で、掘削土が撹拌翼と共廻りし、薬液との撹拌作用が十分でなく、掘削穴内での薬液による均質な地盤改良が困難であった。

図７（Ｂ），（Ｃ）に示す従来例２は、従来例１の欠陥を改善したものであり、図７（Ｂ），（Ｃ）に示す如く、掘削軸の先端には薬液吐出用のヘッドを装着し、掘削軸には、掘削軸に固定の掘削翼、撹拌翼、及び掘削軸に回動自在の共まわり防止翼を、先端部から順次、掘削翼、共まわり防止翼、撹拌翼、共まわり防止翼、撹拌翼と間隔配置し、且つ、共まわり防止翼径（Ｄｂ）を撹拌翼径（Ｄａ）より大径とし、掘削軸を回転降下させて、先端部の掘削翼で軟弱地盤を削孔しながら共まわり防止翼を地山に喰い込んだ状態で垂下させ、掘削軸先端のヘッドからの薬液吐出によって削孔穴内の掘削土を撹拌翼で吐出薬液と混合撹拌するものであり、共まわり防止翼の存在によって、掘削土の撹拌翼との共まわりを遮断して、掘削土と薬液との混合撹拌を均斉に達成するものである。
特公昭５８−２９３７４号

従来例１及び従来例２での軟弱地盤の円柱状硬化土質への改良工事にあっては、掘削軸の先端のヘッドは、単に、薬液吐出用であって削孔機能が無く、また、掘削翼も、翼の回転方向先端縁に、切り込みによる爪状突起群を配置したものであるため、均斉な軟弱地層に対しては、好適に地盤改良出来るが、施工地層の中間層に強固な地盤が存在したり、転石群が存在している現場にあっては、掘削翼での削孔は不可能であった。

従って、従来例１，２で地盤改良工事を施工する際、現状では、掘削翼が強固な地盤に当って掘削不能となった段階で、掘削軸を引き上げ、硬質地層削孔用のオーガスクリューの先端に取付けるオーガヘッドを先端に装着したロッドを、掘削穴内に垂下して強固な地盤を削孔貫通し、強固な地盤を削孔後、ロッドを引上げ、再度、掘削翼を備えた掘削軸で所定深さまで掘削し、掘削軸によって、掘削穴内を薬液の吐出、撹拌によって円柱状に地盤改良している。

そして、軟弱地盤の改良工事にあって、強固な地層や、転石群が存在する場合は、地盤改良用の掘削軸と、硬質地層削孔用のオーガヘッドを装着したロッドとを準備する必要があり、施工性が悪い。
本発明は、従来例１，２の、上述の欠陥を解決、又は改善するものであって、新規な、地盤改良用の薬液吐出口を備えたオーガヘッドを適用することにより、地盤改良が施工性良く実施出来る工法を提供するものである。

本発明の地盤改良工法は、例えば図１に示す如く、油圧オーガ１に接続した軸ロッド２に、撹拌翼３４及び共まわり防止翼３３を備えた撹拌ロッド３を接続し、撹拌ロッド３の先端には、図４（Ｄ）の如く、先端側面に薬液吐出口Ｏ５を備えた軟弱地盤用の掘削ヘッド５と、図３（Ｄ）の如く、先端側面に薬液吐出口Ｏ４を備えた硬質地盤用の削孔ヘッド４とを、施工地盤に応じて適宜選択接続して、地盤ＧＳ，ＧＨを掘削し、掘削ヘッド５、又は削孔ヘッド４の薬液吐出口Ｏ５，Ｏ４からの吐出薬液で掘削穴Ｈ内を処理するものである。

この場合、薬液は地盤改良剤であって、典型的にはセメントミルクである。
また、掘削ヘッド５は、図４（Ｄ）の如く、ロッド片５０の外周から水平側方に突出した掘削翼５１を備え、掘削翼５１の一側縁先端部に欠け込みＣ５１群を形成したもので良く、従来例（図７）の掘削翼同様に、軟弱地層を掘削出来れば良い。
また、削孔ヘッド４は、図３（Ｄ）の如く、ロッド片４０の外周に切削羽根４１をスクリュー形態で固着し、且つ、切削羽根４１の下端（先端）には切削爪４２群を下方に突設したもので良く、硬質地層、軟岩地盤削孔用のオーガスクリューの先端のオーガヘッドと同等の切削機能を備えておれば良い。
また、吐出口（薬液吐出口）Ｏ４，Ｏ５は、内圧によって開放し、外圧によって閉止する慣用の逆止弁を備えたものである。

従って、本発明によって、軟弱地盤ＧＳに対しては、撹拌ロッド３の先端に掘削ヘッド５を接続して、掘削ヘッド５の先端側面の薬液吐出口Ｏ５からのセメントミルク等の硬化剤（薬液）を回転しながら側方に吐出することにより、地盤改良が従来例２（図７（Ｂ））同様に実施出来、稀ではあるが、軟弱地盤ＧＳでの地盤改良中の軸ロッド２の下降途中に、掘削ヘッド５での下降掘削作用が、掘削不能な硬質地層（強固地盤）ＧＨ、又は転石層で阻まれた際には、一旦、軸ロッド２を引上げて、撹拌ロッド３の先端の掘削ヘッド５と削孔ヘッド４とを置換接続して、硬質地層以降を削孔ヘッド４で所定深度まで削孔し、削孔ヘッド４の側面の吐出口Ｏ４から薬液を側方に回転しながら吐出して、所定円柱状の地盤改良が達成出来る。

即ち、軟弱地層中に強固地盤ＧＨの存在している場合に、従来実施している、掘削軸の一旦引上げ→オーガヘッドによる削孔→オーガヘッドの引上げ→掘削軸の掘削→掘削軸での薬液吐出撹拌、の施工手順が、削孔ヘッド４を準備しておくだけで、掘削軸の一旦引上げ→掘削ヘッド５と削孔ヘッド４の交換→削孔ヘッド４を接続した撹拌ロッドによる削孔及び薬液吐出撹拌、と施工工数が合理化出来て作業性が向上し、従来例１，２では、円柱状の地盤改良が出来なかった現場でも、簡単、且つ作業性良く、円柱状の地盤改良が出来る。

また、該地盤改良工法の施工に際しては、掘削ヘッド５の掘削翼５１の外径Ｄ５１、及び削孔ヘッド４の切削羽根４１の外径Ｄ４１を、撹拌翼３４の外径Ｄ３４と実質上同一径で施工するのが好ましい。
この場合は、転石や硬質地盤に当れば変形損傷する撹拌翼３４も、掘削穴Ｈ内での回転撹拌作用となるため、円滑な作用を奏し、しかも、撹拌翼３４は、掘削穴Ｈの穴径ＤＨに亘る薬液の撹拌作用を奏するため、掘削穴Ｈ内の掘削破砕した軟化土砂の全てが硬化剤（セメントミルク）で硬化処理出来、地盤改質円柱が地山と接続した形態に形成出来るため、均斉な改良地盤が得られる。

また、軟弱地盤を円柱形状に地盤改良する第２の発明は、図１に示す如く、油圧オーガ１に接続した軸ロッド２に、撹拌翼３４及び共まわり防止翼３３を備えた撹拌ロッド３を接続し、撹拌ロッド３の先端には、先端側面に薬液吐出口Ｏ４を備えた削孔ヘッド４を接続し、地盤の地質に関係なく一工程で削孔し、吐出薬液で掘削穴Ｈ内を処理するものである。
この場合は、削孔ヘッド４は、軟岩地層等の強固な地層ＧＨが介在していても、所定深度まで削孔可能であるため、軟弱地盤ＧＳも、強固な地盤ＧＨも関係なく所定深度まで円柱状掘削穴Ｈが形成出来、掘削穴Ｈの形成と共に、薬液の側方への吐出、撹拌が実施出来る。
従って、軟弱地盤改良工程中の地層ＧＳ，ＧＨに応じた掘削ヘッド５と削孔ヘッド４との交換作業が不要となり、作業性が向上する。

そして、該地盤改良工法の発明にあっては、図５（Ｂ）に示す如く、削孔ヘッド４の切削羽根４１の外径Ｄ４１を、撹拌翼３４の外径Ｄ３４と実質上同一径として施工するのが好ましい。
この場合、削孔ヘッド４の切削羽根４１は、強固な地層ＧＨをも、その外径Ｄ４１に応じた掘削穴Ｈを形成する。
従って、地山によって損傷を受け易い撹拌翼３４は、掘削穴Ｈ内での回動撹拌となり、撹拌翼の損傷を抑制しつつ、且つ、掘削穴Ｈ内全域の掘削土砂と硬化剤（薬液）との撹拌が可能となり、掘削穴全域に亘る均質な地盤硬化処理が、スムーズに実施出来る。

本願の地盤改良機の発明は、例えば図１に示す如く、基礎機械の油圧オーガ１に軸ロッド２を接続し、撹拌翼３４及び共まわり防止翼３３を備えた撹拌ロッド３を軸ロッド２の先端に接続し、撹拌ロッド３の先端には、図４（Ｄ）に示す如く、ロッド片５０の先端側面に薬液吐出口Ｏ５を配置し、且つ、掘削翼５１を側方に延出した掘削ヘッド５と、図３（Ｄ）に示す如く、ロッド片４０の先端側面に薬液吐出口Ｏ４を配置し、且つ、下端に切削爪４２を備えた切削羽根４１を外周に固定した削孔ヘッド４とを、選択的に着脱使用するものである。
この場合、軸ロッド２、撹拌ロッド３、ロッド片５０、ロッド片４０は、共に、心部に貫通孔Ｏを備え、且つ、共に、ジョイントＪ１，Ｊ２，Ｊ３で、貫通孔Ｏの連通形態での着脱可能としておけば良い。
また、薬液吐出口Ｏ４，Ｏ５は、図３（Ｄ）、図４（Ｄ）に示す如く、一側（左側）を固定部Ｖｆとし、他側を開閉部Ｖｅとした逆止弁Ｖを付設したものである。
また、掘削ヘッド５は、軟弱地盤ＧＳの掘削が出来れば良く、従来例１，２（図７）の掘削翼と同等の機能を備えておれば良く、削孔ヘッド４は、従来慣用のアースオーガスクリュー、即ち、軟岩地層等の硬質地盤ＧＨ削孔も可能なオーガスクリュー、の先端のオーガヘッドと同等の機能を備えたもので良い。

従って、本発明の地盤改良機にあっては、撹拌ロッド３の先端（下端）に装着するヘッドとして、側面に薬液吐出口Ｏ５を備えた軟弱地盤用の掘削ヘッド５と、側面に薬液吐出口Ｏ４を備えた硬質地盤用の削孔ヘッド４、とを準備しているため、施工現場では、施工地層の変化にも対応可能となり、掘削ヘッド５のみによる地盤改良施工、掘削ヘッド５の施工途中での削孔ヘッド４への切換えによる地盤改良施工、又は削孔ヘッド４のみによる地盤改良施工、の適切な使い分けによって、例え、部分的に、建設残土の埋設等の転石、瓦礫等の存在する部分があっても、地盤改良域全域に亘って、均質な地盤硬化円柱が形成出来る。

また、該地盤改良機の発明にあっては、図５（Ｂ）及び図５（Ｄ）に示す如く、掘削ヘッド５の掘削翼５１の外径Ｄ５１と、削孔ヘッド４の切削羽根４１の外径Ｄ４１と、撹拌ロッド３の撹拌翼３４の外径Ｄ３４とが同径であり、撹拌ロッド３の共まわり防止翼３３は、撹拌ロッド３に対して回動自在に支持し、且つ、撹拌翼３４より大径であるのが好ましい。
この場合、共まわり防止翼３３は、撹拌ロッド３の降下、上昇時には、先端が地山中に喰い込んで上下動すれば良く、翼面を垂直配置とし、先端を地山への嵌入用にエッジ（刃）形態にし、且つ、外径Ｄ３３（標準：９００mm）は、撹拌翼径（標準：８００mm）より、両側に各５０mm位突出させるのが好ましい。

従って、軸ロッド２の回転（標準：右廻り）降下中、即ち、掘削ヘッド５又は削孔ヘッド４の回転降下中も、軸ロッド２の左右反復回動中、即ち、撹拌翼３４の撹拌作用中も、共まわり防止翼３３は掘削穴Ｈの外周の地山に喰い込んだ上下動となり、掘削土壌の、撹拌翼３４に追従する共まわり現象、を好適に遮断阻止する。
そして、施工地盤の変化に応じた、掘削ヘッド５と、削孔ヘッド４との途中取換え施工にあっても、共まわり防止翼３３は、常時、掘削土壌の共まわり阻止を達成し、均質な土質改良円柱の形成を可能とする。

また、請求項１の地盤改良工法に用いる削孔ヘッド４は、図３に示す如く、上端に嵌入突部ＪＭを備え、且つ、心部に貫通孔Ｏを備えたロッド片４０の外周に、下端に切削爪４２群を突設した切削羽根４１をスクリュー状に固着し、ロッド片４０の貫通孔Ｏの下端を閉止して貫通孔Ｏに連通する吐出口Ｏ４をロッド片４０の側面に開口し、吐出口Ｏ４の外面には、左側の固定部Ｖｆによって逆止弁Ｖを配置したものである。
この場合、切削羽根４１としては、慣用の、オーガスクリューの先端に配置するオーガヘッド、の製作に採用するスクリュー羽根片を用い、図３に示す如く、切削羽根４１片の下端に嵌着部Ｃ４１群を形成して、該嵌着部Ｃ４１群に切削爪４２群を溶接固着Ｍ４で下方に突設すれば良く、逆止弁Ｖは、慣用のゴム板を採用すれば良い。

従って、逆止弁Ｖは、吐出口Ｏ４の外面に、左端の固定部Ｖｆで取付けられて右端が自由端Ｖｅであるため、削孔ヘッド４の、削孔回転（右廻り回転）によるロッド片４０の地山との摺動摩擦によっても、逆止弁Ｖは剥離せず、且つ、掘削土壌の吐出口Ｏ４内への侵入が阻止出来、撹拌作用時の、削孔ロッド４の左右動回動時にあっても、逆止弁Ｖから薬液を吐出しながらの回動であり、且つ、掘削軟化した土壌内での回動であるため、逆止弁Ｖは剥離することなく、薬液又は空気の逆止弁として機能する。
そして、該削孔ヘッド４は、左右回動しながら、下部側面の逆止弁Ｖを介した吐出口Ｏ４から薬液を側方に射出するため、掘削穴Ｈ内の全域への薬液放射が可能となり、撹拌翼３４の掘削穴径ＤＨ全域に亘る左右回動撹拌作用と相俟って、掘削穴Ｈ内の均質な薬液硬化処理が可能となる。

本願の地盤改良工法にあっては、先端側面に薬液吐出口Ｏ５を備えた軟弱地盤用の掘削ヘッド５と、先端側面に薬液吐出口Ｏ４を備えた硬質地盤用の削孔ヘッド４とを、施工地盤に応じて適宜選択使用するため、軟弱地盤ＧＳに対しては、撹拌ロッド３の先端に掘削ヘッド５を接続して、平滑に、掘削穴Ｈの形成、及び掘削ヘッド５から側方へ吐出する薬液の各撹拌翼３４の左右回動での掘削土壌との混合による軟弱地盤の硬化地盤改良が達成出来、軟弱地盤ＧＳの掘削中に、硬質地盤ＧＨに当れば、掘削ヘッド５を削孔ヘッド４に切換えて掘削工程を続行することにより、掘削穴Ｈの形成、及び削孔ヘッド４から側方へ吐出する薬液の掘削土壌との撹拌翼３４による混合撹拌が実施出来る。

従って、軟弱地盤、又は軟弱地盤の地層内に硬質地層や転石層が介在した地盤に対しても、バックホウ等、の別の作業機を用意しなくても、単に、軟弱地盤用の掘削ヘッド５と硬質地盤用の削孔ヘッド４とを取換え自在に用意し、施工現場での地盤に応じて、ヘッドのみを取換えて施工するだけで、均斉な円柱状の地盤改良施工が実施出来る。
また、施工現場に硬質地盤の介在が予測される場合には、削孔ヘッド４を最初から装着して、削孔作業中に、例え軟弱土壌の削孔ヘッドへの付着による刃詰まりが生じても、薬液吐出口Ｏ４からの、空気噴射等の協働作用により、削孔が継続施工出来るため、施工途中でのヘッド４，５の取換え作業を不要として、地盤改良施工を、作業性良く施工することも可能である。

また、地盤改良機にあっても、基礎機械の油圧オーガ１に軸ロッド２を接続し、撹拌翼３４及び共まわり防止翼３３を備えた撹拌ロッド３を接続しておき、撹拌ロッド先端へ接続するヘッドとして、軟弱地盤用の掘削ヘッド５と硬質地盤用の削孔ヘッド４とを準備しておくだけで、施工現場の地盤の変化に即応して、ヘッド４，５の選択適用により、所期の地盤改良が遂行出来、バックホウ等の別の機械の施工現場への搬入準備が不要となる。
また、削孔ヘッド４は、切削羽根４１がスクリュー状であることと、下端に、下向きに突出した削孔爪４２群との相乗作用によって、強固な地層ＧＨの削孔貫通も可能であり、しかも、吐出口Ｏ４が逆止弁Ｖを介して側方に開口しているため、撹拌作用時には、削孔ヘッド４が、回動しながら薬液を側方に噴射し、薬液の掘削穴Ｈ全域での均斉な撹拌混合が可能となる。

〔撹拌ロッド３（図２）〕
図２（Ａ）は撹拌ロッド３を構成する部材の分解説明図である。
図２（Ａ）に示す如く、長さＬ３０が１４００mmで、上端には嵌入突部ＪＭを、下端には嵌入凹部ＪＦを備え、心部には貫通孔Ｏが連通するロッド片３０を用意し、ロッド片３０の中間部には幅ＷＧが１５０mmの嵌合溝３１を形成する。
また、共まわり防止翼３３としては、幅Ｗ３３が１００mmの厚手鋼板（標準：５mm）を２分割スリーブ片３２の外周に垂直形態で溶接固着し、図２（Ｂ）の如く、該２分割スリーブ片３２を嵌合溝３１に嵌めて各スリーブ片の当接部を溶接Ｍ３３で固着し、共まわり防止翼３３を、翼面Ｓ３３がロッド片３０に垂直形態で、且つ、ロッド片３０から水平側方に延び、ロッド片３０に対して回動自在とし、両側外端縁Ｅ３３を尖ったエッジ（刃）に加工する。

次いで、図２（Ｃ）の如く、撹拌翼３４は、ロッド片３０の外周に、厚手鋼板片を両側から傾斜形態（標準：２０°）で溶接固着し、図２（Ｄ）の如く、ロッド片３０の高さ中央には垂直板形態の共まわり防止翼３３を回動自在に保持し、上下には２枚の撹拌翼３４を固着した撹拌ロッド３を得る。
尚、この場合、ロッド片３０は、図１に示す如く、基礎機械の軸ロッド２と同径、且つ軸ロッド２とピン着脱自在であり、撹拌翼径Ｄ３４（標準：８００mm）及び共まわり防止翼径Ｄ３３（標準：９００mm）は、対象施工円柱径、即ち、掘削穴Ｈの径ＤＨに応じて決定すれば良い。

〔削孔ヘッド４（図３）〕
図３（Ａ）は、削孔ヘッド構成部材分解図であり、図３（Ｂ）は削孔羽根溶接図であり、図３（Ｃ）は削孔爪取付前の図であり、図３（Ｄ）は完成図である。
削孔ヘッド４は、図３（Ａ）に示す如く、長さＬ４０が６００mmで、上部に嵌入突部ＪＭを備え、心部に貫通孔Ｏを有する、慣用のスクリューヘッド製作用のロッド片４０を準備し、貫通孔Ｏの下端を閉止部Ｃで溶接閉止し、閉止部Ｃの上部からロッド片外周へ穿孔して吐出口Ｏ４を形成し、ロッド片４０の外周には、オーガスクリューのスクリューヘッド構成用の切削羽根４１を２枚溶接Ｍ４１で固着し、図４（Ｂ）の如く、慣用のスクリューヘッドと同形態の切削羽根を備え、且つ、貫通孔Ｏの下端からロッド片４０の側面に吐出口Ｏ４を開口したものを製作する。
次いで、図３（Ｃ）の如く、切削羽根４１の下端の嵌着部Ｃ４１に切削爪４２群を嵌入し、溶接Ｍ４２で固着し、図３（Ｄ）に示す如く、吐出口Ｏ４の外面には、可撓性ゴム板の右側を固定部Ｖｆとし、左側を開閉部Ｖｅとして、排出用の逆止弁Ｖを配置し、削孔ヘッド４とする。
尚、切削羽根径Ｄ４１（標準：８００mm）は、撹拌翼径Ｄ３４と同一とする。
この場合、嵌入突部ＪＭは、撹拌ロッド３下端の嵌入凹部ＪＦとピン着脱自在とする。

〔掘削ヘッド５（図４）〕
削孔ヘッド４の製作に用いた、長さ６００mmのロッド片４０の下半部を切断して、長さＬ５０が２５０mmのロッド片５０とし、図４（Ｂ）に示す如く、貫通孔Ｏの下端を溶接して閉止部Ｃとすると共に、閉止部Ｃ上部から吐出口Ｏ５をロッド片５０の外周へ穿孔し、吐出口Ｏ５の外面に可撓性のゴム板を、左側を固定部Ｖｆとし、右側を開閉部Ｖｅとして付設して逆止弁Ｖを設ける。
即ち、吐出口Ｏ５及び逆止弁Ｖは、削孔ヘッドのそれと同一構造に形成する。
次いで、図４（Ｃ）の如く、厚手鋼板の前縁に、歯状に欠け込みＣ５１を形成した掘削翼５１を、ロッド片５０の下部外周に溶接Ｍ５１で固定し、ロッド片５０の下端には、ロッド片５０の下端補強機能、兼案内機能を有する、円錐状のピース５２を溶接Ｍ５２固定し、掘削ヘッド５とする。
この場合、掘削翼５１は、ロッド片５０周面に対し若干（標準：２０°）傾斜して水平配向するのが好ましい。
尚、掘削翼径Ｄ５１（標準：８００mm）は、撹拌翼径Ｄ３４と同一とする。

〔地盤改良施工（図５、図６）〕
本発明で掘削穴径８００mmの円柱状地盤改良を実施する。
この場合、撹拌ロッド３の共まわり防止翼３３の外径Ｄ３３は９００mmであり、撹拌翼３４の外径Ｄ３４、掘削ヘッド５の掘削翼５１の外径Ｄ５１、及び削孔ヘッド４の切削羽根４１の外径Ｄ４１は、８００mmで実施する。
また、地盤の硬化改良施工を実施する地層は、通常、軟弱地盤であるため、図１に示す如く、リーダーレス基礎機械のアーム先端に吊下した油圧オーガ１に軸ロッド２をジョイントＪ１で接続し、軸ロッド２の下端に撹拌ロッド３をジョイントＪ２で接続し、撹拌ロッド３の下端には、図５（Ｃ），（Ｄ）に示す如く、掘削ヘッド５をジョイントＪ３で接続し、所定位置を掘削翼５１で掘削する。

この場合、掘削翼５１は、単に厚手鋼板の前縁部に欠け込みＣ５１を歯形状に配置しただけであり、且つ、傾斜（標準：２０°）形態で水平配置しているため、軟弱土壌も刃詰り無く円滑に掘削出来る。
そして、掘削穴Ｈ内に掘削ヘッド５の先端側面の吐出口Ｏ５から薬液（セメントミルク）を噴射し、軸ロッド２の左右回動、即ち、撹拌ロッド３の左右回動、を反復しながら薬液を掘削穴Ｈ全域に亘って掘削土と混合すれば、共まわり防止翼３３の、掘削土への共まわり遮断作用と相俟って、掘削穴Ｈ内は均質に地盤改良出来る。

また、掘削ヘッド５を用いた掘削過程で、掘削ヘッド５が掘削不能な、転石層や、強固地盤ＧＨに当れば、軸ロッド２を引上げて、掘削ヘッド５を撹拌ロッド３から取外し、図５（Ａ），（Ｂ）に示す如く、撹拌ロッド３の下端に削孔ヘッド４をジョイントＪ３で装着して強固地盤ＧＨを削孔貫通し、所定深度まで掘削する。
この場合、削孔ヘッド４は、掘削ヘッド５同様の薬液吐出口を備えているため、削孔ヘッド４での薬液吐出、及び撹拌翼３４による掘削土壌と薬液との混合作用が、共まわり防止翼３３による掘削土壌の追従回動の抑制により、均質に実施出来る。

また、地盤改良現場が、予め、転石や瓦礫等、掘削翼５１での掘削が困難と想定出来る現場にあっては、図１に示す如く、施工開始時から、撹拌ロッド３の下端に削孔ヘッド４を装着し、掘削穴Ｈの形成、及び薬液の吐出、薬液と掘削土との撹拌混合施工を実施すれば良い。
削孔ヘッド４は、転石や瓦礫を破砕したり、側方へ排除したり、また、強固な地層も切削貫通出来るため、一工程での地盤改良が可能である。
この場合、切削羽根４１及び切削爪４２は、粘性土や軟弱土で刃詰まりを生じ易いが、削孔途中で、必要に応じて間歇的に吐出口Ｏ４から空気を噴射すれば、支障無く掘削穴Ｈが形成出来る。
従って、この場合は、オペレーターによる刃詰まり解除のための空気噴射操作が必要とはなるが、掘削工程中でのヘッドの取換え作業は省略出来、作業性が良い。

〔その他〕
撹拌翼３４は、実施例では、共まわり防止翼３３の上下に２枚、且つ上面視同一形態に配置したが、上面視クロス形態に配置すれば、掘削穴Ｈ内での撹拌作用が均斉化し、撹拌翼３４の枚数を増加すれば、撹拌作用が向上する。
また、撹拌翼３４の撹拌ロッド３に対する傾斜角は４５°前後の急傾斜とすれば、回転抵抗は増大するが、撹拌作用は向上する。
また、掘削ヘッド５の掘削翼５１は、実施例では、左右の翼片５１共、同一前縁に欠け込みＣ５１を配置したが、左右の翼片の欠け込みＣ５１を、共に右回転時の前縁に配置すれば、掘削機能が増大する。

本発明の地盤改良機の概略側面図である。 本発明の撹拌ロッド３の製作説明図であって、（Ａ）は、分解状態図、（Ｂ）は、共まわり防止翼の取付状態図、（Ｃ）は、撹拌翼の取付説明図、（Ｄ）は、完成状態斜視図である。 本発明の削孔ヘッド４の製作説明図であって、（Ａ）は、切削羽根の分解状態図、（Ｂ）は、切削羽根取付状態図、（Ｃ）は、切削爪の分解状態図、（Ｄ）は、完成状態図である。 本発明の掘削ヘッド５の製作説明図であって、（Ａ）は、ロッド片の説明図、（Ｂ）は、ロッド片への逆止弁取付状態図、（Ｃ）は、分解説明図、（Ｄ）は、完成状態斜視図である。 地盤改良機の要部説明図であって、（Ａ）は、軸ロッド２と、撹拌ロッド３と、削孔ヘッド４との分解説明図、（Ｂ）は、軸ロッドと、撹拌ロッドと、削孔ヘッドとの接続状態図、（Ｃ）は、軸ロッド２と、撹拌ロッド３と、掘削ヘッド５との分解説明図、（Ｄ）は、軸ロッドと、撹拌ロッドと、掘削ヘッドとの接続状態図である。 本発明の削孔ヘッドを備えた地盤改良機での施工状態説明図であって、（Ａ）は、軟弱地盤の下に強固地盤が存在する地層への掘削開始時の状態図、（Ｂ）は、（Ａ）図の状態から進行して支持地盤まで掘削した状態図、（Ｃ）は、削孔ヘッドを備えた地盤改良機での転石層地盤への掘削開始時の状態図、（Ｄ）は、（Ｃ）図の状態が進行して支持地盤まで掘削した状態図である。 図７は、従来例図であって、（Ａ）は従来例１の縦断面図、（Ｂ）は従来例２の縦断面図、（Ｃ）は従来例２の横断面図である。

符号の説明

１ 油圧オーガ
２ 軸ロッド
３ 撹拌ロッド
４ 削孔ヘッド
５ 掘削ヘッド
３０，４０，５０ ロッド片
３１ 嵌合溝
３２ スリーブ片（スリーブ）
３３ 共まわり防止翼
３４ 撹拌翼
４１ 切削羽根
４２ 切削爪
５１ 掘削翼
５２ ピース（円錐片）
Ｃ 閉止部
Ｃ４１ 嵌着部
Ｃ５１ 欠け込み（切り込み）
Ｅ３３ 外端縁
ＧＢ 支持地盤
ＧＨ 硬質地盤（硬質地層、強固地盤）
ＧＳ 軟弱地盤（軟弱地層）
Ｈ 掘削穴
Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３ ジョイント（ピンジョイント）
ＪＦ 嵌入凹部
ＪＭ 嵌入突部
Ｍ３３，Ｍ３４，Ｍ４１，Ｍ４２，Ｍ５１，Ｍ５２ 溶接
Ｏ 貫通孔
Ｏ４，Ｏ５ 吐出口（薬液吐出口）
ＳＣ 破砕片
ＳＬ 転石（巨大石）
Ｖ 逆止弁
Ｖｆ 固定部
Ｖｅ 開閉部

Claims (7)

1. 油圧オーガ（１）に接続した軸ロッド（２）に、撹拌翼（３４）及び共まわり防止翼（３３）を備えた撹拌ロッド（３）を接続し、撹拌ロッド（３）の先端には、先端側面に薬液吐出口（Ｏ５）を備えた軟弱地盤用の掘削ヘッド（５）と、先端側面に薬液吐出口（Ｏ４）を備えた硬質地盤用の削孔ヘッド（４）とを、施工地盤に応じて適宜選択接続して、地盤（ＧＳ，ＧＨ）を掘削し、掘削ヘッド（５）、又は削孔ヘッド（４）の薬液吐出口（Ｏ５，Ｏ４）からの吐出薬液で掘削穴（Ｈ）内を処理する、地盤改良工法。
2. 掘削ヘッド（５）の掘削翼（５１）の外径（Ｄ５１）、及び削孔ヘッド（４）の切削羽根（４１）の外径（Ｄ４１）を、撹拌翼（３４）の外径（Ｄ３４）と実質上同一径で施工する、請求項１の地盤改良工法。
3. 油圧オーガ（１）に接続した軸ロッド（２）に、撹拌翼（３４）及び共まわり防止翼（３３）を備えた撹拌ロッド（３）を接続し、撹拌ロッド（３）の先端には、先端側面に薬液吐出口（Ｏ４）を備えた削孔ヘッド（４）を接続し、地盤の地質に関係なく一工程で削孔し、吐出薬液で掘削穴（Ｈ）内を処理する、地盤改良工法。
4. 削孔ヘッド（４）の切削羽根（４１）の外径（Ｄ４１）を、撹拌翼（３４）の外径（Ｄ３４）と実質上同一径として施工する、請求項３の地盤改良工法。
5. 基礎機械の油圧オーガ（１）に軸ロッド（２）を接続し、撹拌翼（３４）及び共まわり防止翼（３３）を備えた撹拌ロッド（３）を軸ロッド（２）の先端に接続し、撹拌ロッド（３）の先端には、ロッド片（５０）の先端側面に薬液吐出口（Ｏ５）を配置し、且つ、掘削翼（５１）を側方に延出した掘削ヘッド（５）と、ロッド片（４０）の先端側面に薬液吐出口（Ｏ４）を配置し、且つ、下端に切削爪（４２）を備えた切削羽根（４１）を外周に固定した削孔ヘッド（４）とを、選択的に着脱使用する、地盤改良機。
6. 掘削ヘッド（５）の掘削翼（５１）の外径（Ｄ５１）と、削孔ヘッド（４）の切削羽根（４１）の外径（Ｄ４１）と、撹拌ロッド（３）の撹拌翼（３４）の外径（Ｄ３４）とが同径であり、撹拌ロッド（３）の共まわり防止翼（３３）は、撹拌ロッド（３）に対して回動自在に支持し、且つ、撹拌翼（３４）より大径である、請求項５の地盤改良機。
7. 上端に嵌入突部（ＪＭ）を備え、且つ、心部に貫通孔（Ｏ）を備えたロッド片（４０）の外周に、下端に切削爪（４２）群を突設した切削羽根（４１）をスクリュー状に固着し、ロッド片（４０）の貫通孔（Ｏ）の下端を閉止して貫通孔（Ｏ）に連通する吐出口（Ｏ４）をロッド片（４０）の側面に開口し、吐出口（Ｏ４）の外面には、左側の固定部（Ｖｆ）によって逆止弁（Ｖ）を配置した、請求項１の地盤改良工法に用いる、削孔ヘッド。

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